LiFeYPO4 balancéry

[honzaL]

Pozor při 16ti článcích. zapojil jsem 2 Cellogy 8S na články a potom je připojil do jednoho počítače naštěstí přes USB HUB. Nestačil jsem se pak divit proč jsou ty datové dráty tak teplé až se z nich začíná kouřit.
Cellog 8S má totiž zem komunikačního kabelu spojenou s nejnižším potenciálem článků. Takže jsem vyrobil parádní zkrat 8mi článků. Kupodivu to oba Cellogy přežily bez úhony (natavené kabely jsem vyhodil). Přemýšlím o použití Raspberry PI jako snímače dat Cellogu, propojení přes ethernet by snad již mohlo být bez problémů. Má s tím někdo zkušenosti ??

[rob.brno]

To rob.brno: zrovna na něčem takovém pracuji. Optimální by bylo měřit napětí pomocí CellLogu 8S, načíst napětí článků do Arduina a pak jen spínat vybíjecí odpory nebo žárovky ... Bohužel jsem se zaseknul už na tom prvním kroku, jak propojit CellLog miniUSB s Arduinem.

Proč to komplikovat tím cellogem? Arduino by to přeci taky zvládlo. Pokud by nestačilo rozlišení, tak jsem uvažoval, použít třeba i 4ks uC AVR(tedy jeden uC třebas jen na 4články) , každý posazený napětově na své 4články.

[mypower.cz]

To rob.brno: zrovna na něčem takovém pracuji. Optimální by bylo měřit napětí pomocí CellLogu 8S, načíst napětí článků do Arduina a pak jen spínat vybíjecí odpory nebo žárovky ... Bohužel jsem se zaseknul už na tom prvním kroku, jak propojit CellLog miniUSB s Arduinem.

Proč to komplikovat tím cellogem? Arduino by to přeci taky zvládlo. Pokud by nestačilo rozlišení, tak jsem uvažoval, použít třeba i 4ks uC AVR(tedy jeden uC třebas jen na 4články) , každý posazený napětově na své 4články.

To je dobry napad. Asi by pak ale komunikace mezi AVRkama a arduinem pro preneseni merenych hodnot musela byt oddelena optoclenem.

[rob.brno]

Proč to komplikovat tím cellogem? Arduino by to přeci taky zvládlo. Pokud by nestačilo rozlišení, tak jsem uvažoval, použít třeba i 4ks uC AVR(tedy jeden uC třebas jen na 4články) , každý posazený napětově na své 4články.

To je dobry napad. Asi by pak ale komunikace mezi AVRkama a arduinem pro preneseni merenych hodnot musela byt oddelena optoclenem.

Ano, to je důležitá připomínka, šel by asi použít např. šváb se 4ks optočlenů za 15kč: http://www.gme.cz/optocleny-s-tranzisto ... 060/#popis
Komunikace by asi byla možná max. na 10kHz, ale to pro danný účel určitě stačí.

[rob.brno]

Proč to komplikovat tím cellogem? Arduino by to přeci taky zvládlo. Pokud by nestačilo rozlišení, tak jsem uvažoval, použít třeba i 4ks uC AVR(tedy jeden uC třebas jen na 4články) , každý posazený napětově na své 4články.

Napájení uC bych se vůbec nebál napojit přímo na příslušný první článek(napájení uC je povoleno v rozsahu 1,8-6V) a při kmitočtu hodin 128kHz si obvod vezme 0,2mA, takže není důvod se bát rozbalancování celku aku. Použil bych vnitřní RC oscilátor(tedy žádné součástky navíc). Asi by stačilo ke komunikaci s hlavním uC pouze signál "přebíjeno" a signál "odpojit zátěž-vybito" bez potřeby seriové komunikace.

[matej]

Všechno je to hezké, ale kde vzít přesnou referenci pro měření napětí, nutné pro balancování?
Interní 1V reference s jejím rozptylem, vzhledem k milivoltovým rozdílem u Li-baterek zřejmě nevyhoví.

[jose]

Všechno je to hezké, ale kde vzít přesnou referenci pro měření napětí, nutné pro balancování?
Interní 1V reference s jejím rozptylem, vzhledem k milivoltovým rozdílem u Li-baterek zřejmě nevyhoví.

Interní reference má podle katalogu dobrou stabilitu při změně teploty nebo velikosti napájecího napětí. Absolutní přesnost tedy bude ovlivněna hlavně výrobním rozptylem, a to se dá vyřešit kalibrací přímo v aplikaci - ať už softwarově, nebo trimrem na vstupu snímače. Případně by se dala pořídit externí reference, třeba: http://www.gme.cz/napetove-reference/tl431ilp-p330-143/.

[matej]

Jakou výslední přesnost tedy potřebujeme?

[jose]

Pro ATtiny13A je v katalogu graf Bandgap Voltage vs. Vcc. Při změně teplot -40 až +85 °C a napájení 1,8 až 5,5 V se referenční napětí hýbe v rozsahu 1,095 až 1,115 V. To je rozptyl 20 mV a tolerance +/- 1%. Pak ještě nepřesnost A/D převodu. To by mohlo stačit, ne?

[matej]

Dobrá, předpokládejme že by to stačilo.
Ale nedovedu si dost dobře představit připojení 4 článků na jeden ATtiny aniž by to odporové děliče (nutné pokud bude víc než 1 článek na 1 MCU) nerozbalancovávaly. Jak by probíhala komunikace? Přes izolované SPI? ATtiny13 nic jiného nemá, už jenom dW.

[mypower.cz]

Jak by probíhala komunikace? Přes izolované SPI? ATtiny13 nic jiného nemá, už jenom dW.

Ano, to je důležitá připomínka, šel by asi použít např. šváb se 4ks optočlenů za 15kč: http://www.gme.cz/optocleny-s-tranzisto ... 060/#popis
Komunikace by asi byla možná max. na 10kHz, ale to pro danný účel určitě stačí.

[matej]

To jsem četl, ale nikdo nenavrhl jaké rozhraní se použilo - I2C, SPI, RS232 ...a od toho se odvíjí požadavek na optočleny.
V případě SPI jsou 4 datové linky takže je potřeba jeden šváb se 4 optočleny pro každý ATtiny. U RS232 by stačily dva, RXD+TXD. Případně v podstatě by stačil 1 optočlen protože v provozu nám stačí jednosměrná komunikace. To by ale stížílo SW kalibraci. Mno .. zajímá mne cena takového zařízení. Pro 16-článkovou 48V LiFeYPO4 baterii to máme 16x ATtiny (31kč) + 16x opto-šváb (4kč) = 34kč, k tomu nějaký odporový dělič na vstupu řekněme 1kč takže 35kč/článek. Opomíjím 6-pinový SPI konektor pro každý slave a další konektory mezi těmito měřiči a masterem. 35kč krát 16článků = 560Kč. Nezapomínejme ještě na nutnost nějak odlišit jednotlivé měřiče, buďto pomocí SS pinu (nutno 16 pinů na masteru), pomocí softwaru (nutno programovat každý slave jiným programem aby reagoval na jinou adresu SPI registru) anebo drátových propojek na slavech anebo nějaké jiné řešení... no budu rád když se do toho někdo pustí a udělá funkční řešení, jsem zvědav na co všechno ještě narazí.
Já jdu jinou cestou.

[rob.brno]

To jsem četl, ale nikdo nenavrhl jaké rozhraní se použilo - I2C, SPI, RS232 ...a od toho se odvíjí požadavek na optočleny.
V případě SPI jsou 4 datové linky takže je potřeba jeden šváb se 4 optočleny pro každý ATtiny. U RS232 by stačily dva, RXD+TXD. Případně v podstatě by stačil 1 optočlen protože v provozu nám stačí jednosměrná komunikace. To by ale stížílo SW kalibraci. Mno .. zajímá mne cena takového zařízení. Pro 16-článkovou 48V LiFeYPO4 baterii to máme 16x ATtiny (31kč) + 16x opto-šváb (4kč) = 34kč, k tomu nějaký odporový dělič na vstupu řekněme 1kč takže 35kč/článek. Opomíjím 6-pinový SPI konektor pro každý slave a další konektory mezi těmito měřiči a masterem. 35kč krát 16článků = 560Kč. Nezapomínejme ještě na nutnost nějak odlišit jednotlivé měřiče, buďto pomocí SS pinu (nutno 16 pinů na masteru), pomocí softwaru (nutno programovat každý slave jiným programem aby reagoval na jinou adresu SPI registru) anebo drátových propojek na slavech anebo nějaké jiné řešení... no budu rád když se do toho někdo pustí a udělá funkční řešení, jsem zvědav na co všechno ještě narazí.
Já jdu jinou cestou.

Na 16 článků bych dal jen 4ks uC(mají víc než jeden analog vstup). Tedy pro 4čl jeden uC s alespon 4analog. vstupy a tím i 4x méně optočlenů. Přesnost rozlišení při maximu 15V kolem 15mV(15/1024) - nevím jestli to stačí. JDe jen o nástin možné cesty, samozřejmě se mohou objevit další "komplikace".

[rob.brno]

Dobrá, předpokládejme že by to stačilo.
Ale nedovedu si dost dobře představit připojení 4 článků na jeden ATtiny aniž by to odporové děliče (nutné pokud bude víc než 1 článek na 1 MCU) nerozbalancovávaly. Jak by probíhala komunikace? Přes izolované SPI? ATtiny13 nic jiného nemá, už jenom dW.

Záleží na vstupním odporu analog. vstupu, kde by se hodnoty odporů děliče musely pohybovat. S mírným rozbalancováním by potíže být nemusely, jde přeci o balancer, které si s rozbalancovanými články poradí.

[matej]

Na 16 článků bych dal jen 4ks uC(mají víc než jeden analog vstup). Tedy pro 4čl jeden uC s alespon 4analog. vstupy a tím i 4x méně optočlenů. Přesnost rozlišení při maximu 15V kolem 15mV(15/1024) - nevím jestli to stačí.

Pokud dáme ale rozsah 15V, a reference má napětí 1V a plave nám o 20mV, tak měření článků nám plave o 15 x 20mV = 300mV

[jose]

Tak dejme 2x referenci 2,5 V do série, z toho přes oddělovač napájejme AVR (nízká spotřeba), v A/D převodníku se jako reference zvolí napájecí napětí (5 Voltů) a máme nepřesnost jen 60 mV.
Jaké řešení vyvíjíš, Matěji?

[matej]

Pokud by se použila jako reference TL431, v datasheetu je přesnost, stabilita a všechno udáno pro proud 10mA. Při menším proudu to bude mít parametry zřejmě horší.
Jaký oddělovač máš na mysli?
Co vyvíjím, zatím nebudu říkat, až to bude, každý se to doví.

[rob.brno]

Pokud dáme ale rozsah 15V, a reference má napětí 1V a plave nám o 20mV, tak měření článků nám plave o 15 x 20mV = 300mV

Těch 20mV platí ale pro široké mezní hodnoty ve kterých se nebudeme zdaleka pohybovat. Viz jose:
"Při změně teplot -40 až +85 °C a napájení 1,8 až 5,5 V se referenční napětí hýbe v rozsahu 1,095 až 1,115 V. To je rozptyl 20 mV"
Uvažoval bych teploty -10 až 30st a napětí 3,0-3,7V, pro tyto naše mezní hodnoty bude reference plavat podstatně méně
A navíc bych zvolil interní referenci 2,5V ne těch 1V(jestli to při Vcc 3V ještě půjde).

Vstupní odpor analog. vstupů je 100Mohm, takže předpokládám, by se dělící odpory mohly pohybovat kolem stovky Kohm(ještě záleží na vst. kapacitě těch vstupů, aby se nezpoždovaly náběhy), tedy vybíjecí proudy z aku by se mohly pohybovat kolem 0,1mA.

[rob.brno]

Pro ATtiny13A je v katalogu graf Bandgap Voltage vs. Vcc. Při změně teplot -40 až +85 °C a napájení 1,8 až 5,5 V se referenční napětí hýbe v rozsahu 1,095 až 1,115 V. To je rozptyl 20 mV a tolerance +/- 1%. Pak ještě nepřesnost A/D převodu. To by mohlo stačit, ne?

Tady http://www.atmel.com/Images/doc2535.pdf (str.147) jim zase plave reference až o 80mV v mezích. Z grafu je vidět, že to nejvíc lítá při záporných teplotách a vyšším napajecím napětí.

[jose]

Ano, jenže těch 80 mV platí pro starší typ, tiny13. Novější typ, tiny13A už má tento rozptyl jen zhruba těch 20 mV. A jak bylo výše zmíněno, nebudeme se pohybovat v tak širokém rozmezí napájecího napětí.